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第一章 重评“盲人摸象”
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有一天，印度使节送给皇上一头大象。那时，举国上下还没有人看到过这种奇怪的庞然大物。皇帝突发奇想，叫来一群盲人，要他们通过自己的触摸之后，说出大象的形状。那摸到大象肚子的盲人说：“陛下，大象就像一座墙壁。”而摸到鼻子的盲人却说：“哦！陛下，大象就像一条大蛇。”在场的文武百官莫不哈哈大笑。
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“盲人摸象”是一个古老的故事，在世界各国流行，并有了许多不同的版本。然而，它们的共同之处，都是用来取笑瞎子的无知。其实，这是很不公正的。因为这些盲人的认真态度，就与历史上最认真的科学家们一样，只能根据自己的实验结果，提出最可能的假说或理论，再用进一步的实验，步步验证，脚踏实地，勇对错误，不断修改，甚至推翻自己的假说和理论。事实上，在前沿领域从事基础研究的科学家，就与这些盲人何其相似，甚至更为艰难。
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为了帮助大家理解在前沿领域从事基础研究的科学家有多么艰辛，他们常会遇到一些什么样的困难，我在这里把“盲人摸象”的故事一步一步地进行扩展。事实上，这就是物理学上常说的“思想实验”。同时，也请读者能充分认真和耐心地与我们一起做这样的实验，并且牢记在心，因为这对于理解全书是一项非常重要的思想准备。
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“盲人摸象”的第一步扩写：“盲人科学家”研究大象
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首先让我们假定，有一个盲人的世界，在这个世界上，所有的人，包括他们的祖祖辈辈，都是盲人。不过，他们除了在视觉这一点上与我们不一样之外，其他方面都与我们完全一样。并且与我们这个世界一样，他们那个世界也有许许多多杰出的科学家，都在孜孜不倦地追求真理。
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同时，再让我们假定，他们那个世界的大象比我们这个世界的大象还要大一点，比方说像一幢大楼吧。当然，大象也是第一次到达他们那个世界，所以，自然成了头条新闻和科学研究的热点。
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然后，我们再进一步假定，在那个世界上有三个杰出的研究组对大象进行科学研究。这三个研究组的领头科学家分别是著名的A教授、B教授和C教授。由于这三位教授和他们的成员们有不同的专业训练背景，所以他们就从不同的角度对同一头大象进行研究，并根据他们不同的实验结果，对同一大象的外形提出了不同的“假说”、“模型”、“解释”和“理论”。
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以A教授为首的研究组是从大象的牙开始研究的，他们作了大量的精密测量，又对实验数据做了精细的计算，再从理论上和哲学上对这问题作了反复的讨论，最后，他们提出了著名的“胡萝卜假说”（carrot hypothesis），或称“胡萝卜模型”（carrot model）和“胡萝卜理论”（carrot theory）。他们认为，大象就像一条巨大的胡萝卜。根据“胡萝卜理论”，他们大胆地预言，在大象的上部，还应该能找到胡萝卜的叶片。所以，我们可以想象，当他们摸到大象耳朵的时候是多么的激动，因为这就是对他们科学预言的有力验证，以及对他们光辉理论的可靠证明。也可以想象，如果他们的世界上也有诺贝尔奖，A教授和他们的研究组应是受之无愧的。
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然而，几乎同时，B教授和他的研究组是从大象的腿开始研究的。他们发现，大象好像是一根大树的树干，所以，他们首先提出了“大树模型”（tree model）或“大树理论”（tree theory）。然而，在研究过程中，他们很快就遇到了另一条腿。于是，根据最新的实验结果，他们就对“大树理论”进行了修改，提出了新的理论，称为“树林理论”（wood theory），或称为“广义森林理论”（general theory of forest），它在特殊的情况下就退缩成了“狭义树林理论”（special theory of wood）或“大树理论”（tree theory）。我们也可以想象，当他们发现了第三条腿时，他们全组的成员会有多么激动，因为这个实验结果是对他们理论的光辉验证。
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C教授是B教授的早期学生，也是最杰出的一位学生。他从他导师提出的“树林理论”或“广义大树理论”开始，对这四根柱子一样的东西进行了详细的测量。经过长期研究，他和他的研究组发现，一共只有四根大柱子，再也找不到第五根。他们还发现，这四根柱子正好在一个矩形的四个顶角上。更重要的是，他们又发现，这四根柱子之间的温度与外面不一样，似乎有什么东西可以屏蔽从上面来的温度干扰（请注意！他们没有用太阳一词，因为他们从来就没有看到过太阳）。所以，根据最新的实验结果，他们大胆地修改了“树林理论”，提出了令人吃惊的“大桌子理论”（big table theory）。
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为了验证他们的“大桌子理论”，他们自行设计了一台精密的大型仪器：一架超长的梯子。我们不难想象，当他们终于爬上大桌子的顶部（当然，就是大象的背上）时，有多么的兴奋和激动，因这是他们光辉理论的决定性验证。
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面对这种局面，在他们的世界会出现谁最应该得诺贝尔奖的争论。也许，最好的解决方法，还是由这三位教授一起共享这一大奖。
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我们也相信，随着他们这个世界上科学的进一步发展，他们也会逐步意识到他们所提出的各种不同理论都还是“狭义理论”（special theory），只适用于一些特殊的情况。通过长期的科学研究，召开了无数次学术会议，进行了无数次认真的讨论、争论、辩论，甚至是吵架……如果他们运气好，那么他们就有可能建立一个“广义理论”（general theory）或称为“统一理论”（united theory）。这个“广义理论”会包含所有的“狭义理论”，当然具有极好的实验重复性。也只有到这个时候，那个盲人世界中科学家们所认识到的大象，才与我们所看到的大象差得不远了。
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然而，值得注意的是，我们只用眼睛一瞟就得到的结果，却花了盲人科学家几代人的努力。
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不管怎样，几十年以后，这一“统一理论”终于写进了他们的各级教科书，成了正统的理论。他们的后代再也不用苦苦地去研究大象的形状，只要认真地从老师那儿学习就是了，然后，再以科学权威的姿态把这一知识传授给自己的学生。
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不过请注意，我们强调了“如果他们运气好”，也就是说，如果这只大象只是一个有限的客体，并且不太大，于是他们就有可能最终得到“统一的”（united）、“终极的”（ultimate）理论。可是，如果他们不那么走运，也就是说，那只大象可能大到像一个地球，大到像个太阳系，大到像个银河系，那么这些可怜的盲人科学家又会遭遇什么样的局面呢？他们还有可能得到“统一的”、“终极的”理论吗？
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所以，想建立一个关于无限客体的“统一理论”可能只是一个非常美丽，但却是相当天真的理想。
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“盲人摸象”的第二步扩写：“盲人科学家”能认识彩虹吗？
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事实上，真正从事基础理论研究的科学家所面对的困难往往比“盲人摸象”还要困难得多，难到像“盲人科学家研究彩虹”一样。
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为此，我们还要进一步扩写“盲人摸象”的故事，从而来想一想，并试着体会一下“盲人科学家研究彩虹”的难度有多大。因为，如果你能体会到那个世界上的盲人科学家研究彩虹所面临的困难和艰辛，你也就比较容易理解我们这个世界上前沿科学家所面临的诸般困难和艰辛了。
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就如我们前面已经假定的那样，在那个盲人的世界上，所有的人，包括他们的祖祖辈辈，都是盲人。所以，在他们的那个世界，没有任何有关光线或色彩的单词，没有“红”、“橙”、“黄”、“绿”、“青”、“蓝”、“紫”等单词；也没有“亮”、“暗”、“黑”等单词，因为在他们的世界上，根本就没有这些概念，因为祖祖辈辈都没有。
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但也如我们前面所假定的那样，在那个盲人的世界上，也有许许多多杰出的科学家，都在认真地、孜孜不倦地追求真理。
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在这样的前提下，我们先问第一个问题：那个世界上的科学家能不能像我们一样，知道彩虹是那样的五彩缤纷？
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如果您认为“能”，那么我们就可再问一个问题：那个世界上的科学家能不能不用任何与颜色有关的单词，来向他们那个世界的人描述彩虹有多么美丽？当然，这是一项相当艰难的工作，事实上，这也就是这本书的任务。
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